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Energia Alternativa (L’)
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Che cos'è una tecnologia? Uno strumento, una macchina, una attrezzatura? La tecnologia non soltanto è questo. Non è solo una realizzazione offerta sul mercato dei consumi dalla moderna industria. E'
qualcosa di più: la tecnologia è la soluzione ad un bisogno umano che
nasce dalla combinazione di uomini, attrezzature impiegate, ambiente
naturale uniti al modo di organizzare il lavoro. Quando usiamo
tecnologie appropriate ci riferiamo a tutte quelle soluzioni ai bisogni
fondamentali dell'umanità che, analizzate sotto i diversi punti di
vista delle interazioni uomo-tecnologie-ambiente, permettono in modo
concomitante di ottenere molti risultati sia nella sfera sociale che a
livello economico.
Le Tecnologie appropriate: soddisfare i bisogni con tecnologie dal volto umano
Energie pulite, il sole e il vento Fino
a due secoli fa, gli strumenti di lavoro erano azionati soltanto
dall'energia biologica: i muscoli dell'uomo e degli animali, il moto
dell'acqua e del vento o il calore del sole. Con il motore a vapore
inizia la trasformazione dell' energia termica in energia meccanica ma
anche il processo inquinante legato all'aumento nell'atmosfera dei
derivati della combustione e inizia l'effetto serra. L'energia del
vento, là dove si manifesta in modo efficace, può essere sfruttata
direttamente come energia meccanica per svolgere numerossime attività
quali: macinare, alimentare torni, seghe, mantici, pompare e sollevare
acqua. Indirettamente può invece essere utilizzata, attraverso un
sistema di conversione, per produrre energia elettrica. L'energia
solare è da considerarsi la fonte energetica rinnovabile per eccellenza
in quanto offre molteplici possibilità all'uomo per soddisfare tanti
bisogni. Il sole, infatti, può essere utilizzato in tanti modi. Attraverso
il cosidetto "effetto serra" si possono trasformare le radiazioni
solari in calore a bassa temperatura, utilizzabile per il riscaldamento
sia dell'acqua che dell'aria. La trasformazione del calore in energia
radiante, accentuata dall'utilizzo di una superficie nera, si effettua
tramite i cosidetti collettori o pannelli solari. L'acqua così
riscaldata, seppur a bassa temperatura, può servire per gli usi
sanitari ed igienici, per l'essicazione e la conservazione dei prodotti
vegetali, per il funzionamento dei motori endotermici, per la
distillazione o la dissalazione dell'acqua.
Energia solare e fotovoltaico
Il
sole è la fonte primaria di energia per eccellenza. Tutte le forme di
energia, in ogni modo, ad eccezione di quella nucleare, traggono
origine direttamente o indirettamente dal sole.
Al suo interno,
a temperature di alcuni milioni di gradi centigradi, avvengono
incessantemente reazioni termonucleari di fusione che sprigionano
enormi quantità di energia solare sotto forma di radiazioni
elettromagnetiche, pari a 386 miliardi di miliardi di megawatts.
L’energia
solare può essere sfruttata con tecnologie di diversi tipi: i pannelli
solari per produrre acqua calda, i sistemi fotovoltaici per produrre
elettricità, gli specchi concentratori per produrre calore ad alta
temperatura da utilizzare in centrali elettriche.
Il sistema fotovoltaico
Il
sistema fotovoltaico è in grado di trasformare, direttamente ed
istantaneamente, l’energia solare in energia elettrica. Esso sfrutta il
così detto effetto fotovoltaico, cioè la capacità che hanno alcuni
materiali semiconduttori opportunamente trattati (come il silicio), di
generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa.
La
tecnologia fotovoltaica si basa sul pannello fotovoltaico. Questo,
composto di celle realizzate con materiali semiconduttori, per lo più
silicio, catturando i fotoni solari genera un campo elettrico che dà
luogo, in un circuito collegato al pannello, ad una certa quantità di
corrente elettrica.
L’entità della corrente elettrica generata
da un singola cella fotovoltaica è minima. Per questo, per ottenere la
quantità di energia elettrica desiderata, si realizzano strutture
modulari composte da molte celle fotovoltaiche connesse in serie e
parallelo.
La durata media di un impianto fotovoltaico è di
25-30 anni e, dato il progressivo aumento dell’uso di questa fonte, la
ricerca sperimentale punta all’ottimizzazione del rendimento di queste
strutture.
L’energia solare prodotta con il fotovoltaico ha un
costo nullo per combustibile: per ogni KWh prodotto si risparmiano
circa 250 grammi di olio combustibile e si evita l’immissione di circa
700 grammi di CO2, nonché di altri gas responsabili dell’effetto serra.
Il solare termico
Il
funzionamento del sistema solare termico invece si basa sulla capacità
dei corpi neri di assorbire calore. La superficie di una lastra
metallica annerita, cioè il collettore solare, assorbe il calore
proveniente dalle radiazioni solari e lo rilascia al liquido che
circola all’interno dei tubi collegati al collettore, riscaldandolo.
Quindi l’acqua raggiunge un serbatoio di stoccaggio ed è pronta per essere utilizzata. Lo stesso principio è utilizzabile per il riscaldamento dell’aria.
Il solare termodinamico
Il
solare termodinamico invece, in assoluto il sistema più evoluto e
promettente, si basa su tecnologie che trasformano la radiazione solare
in energia solare termica, a temperature sufficientemente elevate per
produrre vapore surruscaldato.
Per raggiungere queste condizioni
termiche è necessaria un’intensa concentrazione della radiazione solare
incidente sulla sperficie terrestre, ottenibile con differenti
tecnologie.
Energia eolica Con energia eolica s’ intende l'estrazione di energia cinetica del vento, per la produzione di energia meccanica o elettrica. Il vento è lo spostamento delle masse d’aria, causato dalla differenza di pressione, dovuto alle diverse rispettive temperature.
Fra
tutte l’energia eolica è la forma di energia rinnovabile che fornisce
alla rete nazionale il contributo più significativo in termini di
energia elettrica prodotta, di sviluppo tecnologico, nonché di
penetrazione nel mercato.
La macchina che trasforma il vento in
energia eolica è detta aerogeneratore: il principio di funzionamento è
lo stesso del mulino, ma le pale spinte dal vento sono collegate ad un
generatore di energia elettrica.
La possibilità di sfruttare
l’energia eolica dipende dalle caratteristiche del sito in cui
s’intende installare l’areogeneratore. La valutazione della
ventosità media è il parametro fondamentale da considerare, ma
altrettanto importanti sono l'esistenza di strade adeguate e la
vicinanza a linee elettriche.
Secondo l’atlante eolico redatto
dal CESI (Centro Elettronico Sperimentale Italiano) la potenzialità del
territorio italiano, in termini di energia eolica, si aggira intorno a
5.000 MW. Attualmente la potenza installata è di poco superiore ai
1.000 MW e la potenza media degli areogeneratori installati è di 650KW.
Energia idroelettrica In
Italia l’idroelettrico ha rappresentato la base dello sviluppo
elettrico del paese e ancora oggi l’energia idroelettrica copre il 15%
circa del fabbisogno nazionale.
L'energia idroelettrica si
ricava dalla caduta d'acqua attraverso un dislivello, oppure sfruttando
la velocità di una corrente d'acqua. E’ quindi una risorsa rinnovabile,
disponibile ovunque esista un sufficiente flusso d'acqua costante.
Gli
impianti che catturano energia idroelettrica si chiamano “ad acqua
fluente” se posizionati sul corso d'acqua; “a bacino” dove l'acqua è
raccolta grazie a un'opera di sbarramento o diga; “ad accumulo” quando
l'acqua viene portata in quota per mezzo di pompe.
La lunga
storia di sfruttamento di questa preziosa risorsa ha permesso la
creazione di grossi impianti idroelettrici che, per quanto non emettano
sostanze inquinanti durante il loro funzionamento, richiedono comunque
la costruzione di opere con un forte impatto ambientale, sulla difesa
del suolo e sugli altri utilizzi della risorsa idrica.
La
soluzione è rappresentata dagli impianti di mini-hydro, che con potenza
fino a 10 MW e minima manutenzione necessaria, garantiscono alti
rendimenti di energia idroelettrica a basso impatto ambientale.
Energia Geotermica L’energia
geotermica utilizza le sorgenti di calore provenienti dalle zone
interne del sottosuolo terrestre, dove il calore propagato fino alle
rocce prossime alla superfie può essere sfruttato per azionare turbine
a vapore, in grado di produrre energia elettrica geotermica. (Il gradiente geotermico è in media di 3°C ogni 100 m di profondità, ossia 30°C ogni km).
La
produzione di energia geotermica in Italia è al momento limitata al
Lazio e alla Toscana, ma fenomeni geotermici sono visibili anche in
Sardegna, Sicilia e in alcune zone del Veneto, della Lombradia e
dell’Emilia Romagna.
Attualmente la potenza installata supera i 700 MW, con una produzione annuale di energia geotermica di circa 5.000 GW.
Gli
sviluppi tecnologici futuri prevedono la possibilità di ricavare
energia geotermica dalle hot dry rocks, nelle quali pompare acqua
fredda da cui ricavare vapore acqueo che attivi le turbine poste in
superficie, per poi rigettare in profondità la stessa acqua una volta
raffreddata.
Energia da biomasse Con il termine biomasse s’intende tutto il materiale di origine organica. Le
più importanti tipologie di biomassa sono i residui forestali, gli
scarti dell’industria di trasformazione del legno (trucioli, segatura,
etc.), delle aziende zootecniche e i rifiuti solidi urbani.
I
combustibili solidi, liquidi o gassosi derivati da questi materiali
(direttamente o in seguito a processi di trasformazione) sono definiti
biocombustibili, mentre qualsiasi forma di energia ottenuta con
processi di conversione dai bio-combustibili è definita bio-energia.
La
conversione in energia da biomasse avviene attraverso processi di
combustione, gassificazione e degradazione termica (pirolisi).
I
principali vantaggi delle biomasse sono l’abbondanza, la facilità di
estrazione energetica, il bassissimo costo economico, il suo potenziale
fertilizzante.
Ma la caratteristica fonfamentale è l’inesistente
impatto ambientale connesso: la CO2 rilasciata al momento della
combustione delle biomesse è infatti pari a quella immagazzinata
durante la loro crescita.
Nel mondo le biomasse oggi soddisfano
circa il 15% dei primari usi energetici, l’Europa complessivamente il
3,5% con punte del 18% in Finlandia, 17% in Svezia, 13% in Austria.
L’Italia, con il 2,5% del proprio fabbisogno coperto dalle biomasse, è
al di sotto della media europea.
L’impiego delle biomasse in
Europa soddisfa, dunque, una quota abbastanza marginale dei consumi di
energia primaria, rispetto alla sua potenzialità.
Vantaggi e svantaggi delle energie alternative
Le
energie alternative nascono naturalmente e possono essere attinte
infinite volte, al contrario delle fonti fossili - petrolio, carbone e
derivati - che necessitano di milioni di anni per rigenerarsi e possono
essere impiegate un’unica volta.
Quali sono i vantaggi? Le
energie alternative non si esauriranno mai e possono essere raccolte
ovunque nel mondo, sfruttando la geografia locale dei differenti paesi. Questo significa che le energie alternative possono rompere la dipendenza dalle importazioni energetiche.
Lo
sfruttamento delle fonti di energia alternativa non prevede processi
inquinanti, mentre la combustione delle biomasse – sostanze di matrice
organica – produce la stessa quantità di CO2 assorbita originariamente
durante la loro vita.
Le energie alternative rappresentano
dunque un vantaggio critico fondamentale sui combustibili fossili nella
lotta al cambiamento climatico.
Le enrgie alternative non
implicano rischi di trasporto al contrario di una petroliera, ad
esempio. Anche per questo il rinnovabile è il futuro.
Svantaggi Molte
energie alternative non possono competere contro quelle fossili senza
incentivi statali e nuove politiche di riconversione energetica. Il
vento non soffia ininterrottamente, perciò l’energia alternativa
derivante dalla forza eolica deve essere supportata da altre forme di
generatori di elettricità. C’è inoltre chi afferma che le pale eoliche
deturpino il paesaggio.
Le dighe idroelettriche possono causare
enormi danni. Più di un milione di persone sono state costrette ad
abbandonare le proprie abitazioni per la costruzione del cinese “Three
Gorges”, il più grande progetto idrico al mondo.
L’energia geotermica non è facilmente estraibile a causa degli alti costi di perforazione.
Previsioni L’
IEA (International Energy Agency) stima che le fonti alternative
forniranno entro il 2030 complessivamente il 13,7% dell’energia
primaria nel mondo, secondo uno scenario basato sui trend attuali. Se
il governo le sosterrà maggiormente, la quota potrebbe arrivare al 16%.
Il
Consiglio Europeo per le Energie Rinnovabili e Greenpeace, in un
rapporto del 2007, hanno dichiarato che la metà di tutta l’energia
prodotta dal 2050 verrà da fonti alternative, con quote maggiori per
eolico e solare, seguite da idrico, geotermico e forza degli oceani.
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